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有机荧光分子探针由于具有高灵敏度、高选择性、可实现原位、实时快速检测、及对样品无损等优点，近年来成为分子识别领域的研究热点，对金属离子、阴离子和小分子的检测研究获得了很大的发展。其中，信号增强型荧光探针相比于有着较大背景信号的淬灭型荧光探针更加受到关注。罗丹明由于其荧光量子产率高，光稳定性好，生物兼容性好等，已被广泛用于各种荧光探针的设计和合成中。本论文以罗丹明为荧光基团，分别构建了以铜离子、铝离子、铬离子、氟离子为识别对象的荧光分子探针，并展开了一系列相关研究工作。 1、将罗丹明基团和二茂铁基团通过亚胺键相连合成了一种新颖的多信号的罗丹明-二茂铁荧光分子探针RFS，并表征了其化学结构，证明了它可以作为一种可逆的荧光分子探针，在比较宽泛的pH范围内，实现对重金属离子Cu2+的识别。据我们所知，这是第一个含有席夫碱结构的罗丹明-二茂铁类的铜离子选择性荧光探针，化合物RFS可以在众多的常见金属离子中实现对Cu2+的高选择性识别，且探针的响应非常灵敏;通过溶液颜色的明显变化，我们可以简单的实现对重金属离子Cu2+的裸眼可视识别;探针的检测下限非常低，可达到nM级别;铜离子导致二茂铁氧化还原峰的变化，使我们通过电化学的手段实现了探针对铜离子的微量检测，这也为实时监测铜离子奠定了基础;通过对实际样品湘江水中所含铜离子的检测，探针化合物RFS的实际应用价值也得到证实，而且方法的准确程度可以媲美传统的原子吸收方法。 2、采用有机合成手段制备了一种内酰胺结构的新颖罗丹明-呋喃型荧光分子探针RF，并表征了它的化学结构，证明了它可以作为一种可逆的分子开关。在中性溶液环境中，RF可以在众多的常见金属离子中实现对Al3+的选择性识别，与Al3+发生作用后形成的配合物[RF-Al3+]继而又可以作为一种阴离子荧光探针，选择性的识别氟离子，整个识别体系中的两种探针的合成和构建都非常简单和方便。这种“关-开-关”的识别机理，非常有趣，它是通过氟离子抢夺配合物[RF-Al3+]中的Al3+以形成更加稳定的化合物AlF3来实现的，我们通过做工作曲线、光谱滴定、核磁共振滴定等方法对这一过程进行了证实，配合物探针[RF-Al3+]对氟离子的检测下限为1.6×10-6M，这远低于美国环境保护署饮用水标准中规定的所含氟离子的最大值(4.0mgL-1，211μM)。通过对牙膏样品中所含氟离子的检测，配合物探针[RF-Al3+]的实际应用价值也得到证实，而且裸眼可视化的检测方法非常方便。 3、合成一种新颖的有趣的日光照射导致不同选择性的多功能荧光探针RHS，并表征了它的化学结构，该探针可分别在两种条件下实现对Al3+和Cu2+的选择性识别。在含水60％的乙醇/水混合溶剂中，探针RHS对Al3+具有良好的识别性能，用荧光分光光度计对探针分子在579nm处的荧光信号进行考察，可实现对Al3+的检测，此条件下的Cu2+无响应，探针分子RHS与Al3+的配位作用比为1∶1，可作用的PH范围为5-7，检测下限为2.36×10-6M，探针RHS与Al3+的配位稳定常数Ka=6.42×102M-1，因此，探针化合物RHS可作为一个优良的铝离子选择性荧光探针实现对铝离子的微量检测。在含水10％的乙醇/水混合溶剂中，探针RHS又对重金属离子Cu2+具有良好的识别性能，有趣的是，探针RHS要与Cu2+发生作用，必须要在日光照射下才能发生，而且该识别过程对日光的作用是可逆的，此条件下的Al3+无响应，由于Cu2+对荧光的猝灭作用，并未观察到荧光信号，用紫外可见光分光光度计对探针分子在557nm处的吸收峰信号进行考察，可实现对Cu2+的检测，探针分子RHS与Cu2+的配位作用比为1∶1，可作用的PH范围为4-7.5，检测下限为1.21×10-5M，探针RHS与Cu2+的配位稳定常数Ka=1.80×104M-1，因此，探针化合物RHS在日光照射下，又可以作为一个优良的铜离子选择性探针。 4、合成了一种新颖的溶剂效应导致多响应的乙二胺乙酰桥连的罗丹明磺酰胺类多功能荧光分子探针RSA，并表征了它的化学结构，证明了探针RSA可以作为一个多功能荧光探针，在几乎纯乙腈溶剂中实现对重金属离子Cr3+的选择性识别，在含水量50％的乙腈/水混合溶剂中实现对Al3+的选择性识别，且都能产生荧光信号。据我们所知，这是第一个分别在两种不同的溶剂体系中能够实现对上述两种离子识别的罗丹明磺酰胺类荧光探针。当作为Al3+的选择性荧光探针时，检测下限为1.55×10-4M，不太灵敏，探针RSA与Al3+的络合常数Ka=5.71×102M-1;当作为重金属离子Cr3+的选择性荧光探针时，探针分子RSA与Cr3+的配位作用比为1∶1，检测下限可达1.06×10-6M，探针RSA与Cr3+的配合物稳定常数为2.62×104M-1，因此，探针化合物RSA可作为一个多功能荧光探针，实现对重金属离子Cr3+的微量检测。 5、合成了一种新颖的乙二胺乙酰桥连的罗丹明-喹啉型荧光分子探针REQ，并表征了它的化学结构，证明了它可以作为一种可逆的分子开关，在中性溶液环境中，实现对金属离子Al3+和阴离子F-的识别。作为一种金属阳离子荧光探针，REQ可以在众多的常见金属离子中实现对Al3+的选择性识别，探针REQ与Al3+以1∶1络合，其检测下限为5.36×10-6M，探针REQ与Al3+的络合常数为4.88×103M-1;与Al3+发生作用后形成的配合物[REQ-Al3+]继而又可以作为一种阴离子荧光探针，选择性的识别氟离子，对氟离子的检测下限为8.05×10-6M;通过考察pH对Al3+和F-识别的影响，确定了整个识别体系可在pH5-7.5的范围内发生作用。这种“关-开-关”的识别机理，非常有趣，它是通过氟离子抢夺配合物[REQ-Al3+]中的Al3+以形成更加稳定的化合物AlF3来实现的，我们通过做工作曲线、光谱滴定的方法对识别过程进行了研究;裸眼可视化的检测方法非常方便，探针与Al3+的络合过程是可逆的，探针可重复使用，整个识别体系所需时间都比较短暂，有实现实时监测的应用前景。